2019年注塑模具大赛说明书

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1、第一章：塑件结构及成型工艺分析1.1 塑件设计理念阐述1.根据要求，需要给 1-1 图所示的显示屏设计外壳图 1-12.根据显示屏的结构和设计要求，设计塑件形状及外形最大尺寸如图 1-2 所示图 1-23.考虑到前后壳需要用螺丝固定，所以在图1-3 处做了自攻丝设计图 1-3 自攻丝4由于两边的USB插口需要通过塑件，在做模具设计时需要设计侧抽芯机构，考虑到滑块 设计时滑块头部的强度，以及方便滑块头的加工，在塑件整体美观的前提下，在塑件两侧进 行了如图1-4的设计图 1-4 滑块倒扣5.考虑到电路板需要与显示屏上壳扣住，所以在图1-5 处设计了倒扣，这样设计方便拆卸 不影响到外观的美观。图 1

2、-5 斜顶倒扣6. 考虑到突出显示屏，满足塑件的实用性，所以在塑件中间做空，使显示屏整个露出，方便 用户观看。7. 为了使外观更加美观，塑件进行了曲面设计。1.2塑件结构分析1使用UG测量工具测得塑件的体积：59cm，密度:lg/cm3,质量为59g2. 通过壁厚分析测得如图1-6，平均壁厚2mm，红色区域局部壁厚接近4mm。图 1-6 壁厚分析3. 通过拔模分析测得脱模角度分析如图 1-7，脱模角度为 21.3 塑件材料分析1.材料、收缩率及成型工艺该塑件所用材料为ABS,收缩率为0.5%。ABS成型工艺参数见下表表 1-1 工艺参数料筒温度模温冷却时间注射压力保压压力200-21040-9

3、015-3070-9050-70第二章：注塑模具成型零件的设计2.1 型腔排位以及注射机的初步确定1. 型腔排位 根据排位原则，型腔数量为一模一腔。确定型腔排位如图 2-1 所示图 2-1 型腔排位图2.注射机的初步设定注射机的确定主要根据塑件的大小、型腔数量和产品批量。 根据额定注射量初步确定注射机：（各型腔塑件总重量+浇注系统凝料）W注射机额定注射量X80%由竞赛任务书提供的注塑机规格参考，得出最大注射压力为255MPa，最大保压压力为227Mpa，额定注射量为139cm3,顶杆直径30mm，符合注射要求。初步确定注射机型号为：螺杆式 XS-ZY-1302.2 模具分型面的选择1设计出主分

4、型面如图2-2 所示，创建在塑件外形最大轮廓处，符合顺利脱模 原则图 2-2 分型面2.如图2-3 所示，塑件侧面有孔，应创建侧向分型机构图 2-33.如图2-4 所示，塑件此处有倒扣，应创建斜顶图 2-44. 如图2-5 所示，为了提高精度，以保证和模后动、定模板的相对位置精度，应创建锥面定位一管位（管位尺寸为15mmX15mmX10mm，斜度2,数量4个，对称分布在四周），型腔型芯配合处应做圆角过度，并在上侧和外侧做间隙避空：图 2-52.3 成型零件的装配1.内膜镶件的装配如图2-5 所示，内模镶件的装配用不镶通，埋入式，用螺钉紧固： 2小镶件的设计由于塑件无不易加工得部位，所以不需要设

5、计小镶件第三章：模具模架的选择3.1 模架的选用3.1.1 模架规格型号根据CAE分析，浇口形式为点浇口，故模架选用三板模，因为产品有侧抽芯，斜顶侧向抽芯，且根据提供毛坯大小（型芯 100*100*42，型腔 100*100*35）确定模仁大小为 66*70*20，塑件还需加滑块及斜顶，宽度尺寸应加大50100mm,最终确定A、B板尺寸200*200*50，如图3-1图3-1根据模仁厚度，确定A、B板厚度为50mm，选用工字模，根据注塑机尺寸，将工字模250mm改为230mm,其余尺寸为标准模架尺寸。3.1.2 模架基本加工项目及要求1 定模A板、动模B板开框，精框与镶件配合公差是H7/m6,

6、如图3-2。避空 角半径 5mm3 g.图2-3 A、B板开框图2撬模槽尺寸10*453 顶棍孔在定模座板中心直径40mm。4 吊环尺寸为M16第四章：侧向分型与抽芯机构设计4.1 动模侧向抽芯机构设计动模侧向抽芯机构，选用“斜导柱+滑块”，如图4-1图4-24.2 斜导柱的设计塑件抽芯距为1.75mm,安全距离2-5mm,确定抽芯距为4.75mm根据滑块高度、计算公式及抽芯距，斜导柱具体尺寸如图 4-2：4.3 滑块及楔紧块的设计滑块做整体式开模用螺钉定位。合模采用嵌入式楔紧块锁紧方式，斜度为 15。具体尺寸如图4-3图 4-34.4 滑块导向件设计滑块导向元件采用压条压住滑块座肩部，滑块座

7、直接在 B 板上滑动，具体尺寸如图 4-4：图 4-44.5 斜顶侧向抽芯机构设计因如图 4-5 处倒钩，设计斜顶抽芯机构4-5 倒扣图 4-6 为斜顶 3D 图经测量斜顶顶出距离为2mm,倾斜角为8,根据计算结果斜顶运动距离为4.2mm。具体尺寸如图48斜顶底部采用如图 47 所示导向,使用回针上的弹簧防止斜顶脱落。第五章：模具的浇注系统设计5.1 浇注系统设计总体方案5.2 主流道设计为减少压力与热量损失，圆台型是最越形状。如图 5-1所示，主流道最小直径二注塑机喷嘴孔径+1mm=5mm，长度为15mm，锥度为10。5.3 分流道设计1分流道尺寸以及形状确定如图5-2所示，横向分流道比主流

8、道小10%，设计为6mm，采用梯形截面，中间使用圆角过渡，便于加工：5.4 浇口设计1. 浇口位置根据CAE分析，浇口位置开设在塑件方形两侧使用侧浇口进胶最优，如图5-3所 示：2浇口形式/尺寸浇口截面要小，长度要短，此塑件采用侧浇口型式，熔接痕较小，不会对塑件外 形造成破坏，且不影响装配，具体尺寸如图 5-4 所示：5.5 冷料穴及拉料杆1冷料穴主流道冷料穴为直径5mm的“Z”字式，开模时拉料杆拉住冷料穴带动凝料 脱出，实现自动脱模。分流道设置在主流道末端，为防止在注塑时熔体前端的冷料注入型腔，具体尺寸 如图5-5 所示：2拉料杆拉料杆设置在主流道冷料穴下端，采用倒钩拉料，具体形式尺寸如图

9、5-6 第六章：模具的顶出系统设计6.1 顶出系统形式的选择如图6-1 所示，由于塑件较小，所以只需要在自攻螺钉柱处设置推管结构。推管规格：内径2.7mm,外径5mm。根据推杆孔边与其他孔最少保持2.5mm距离的原则，故设计具体位置如图6-2所示：6.2 推杆的装配以及注意事项1. 推管和推杆固定板、模板配合空的单边间隙取 0.5mm；2. 推管成型部位为斜面或曲面时均应防转，以防止装错；3. 推杆和镶件为过度配合，配合孔的间隙必须小于0.02mm,防止产生飞边；第七章：模具的冷却系统设计7.1 冷却系统总体方案为保证模具冷却均匀，兼顾生产效率。冷却方案如图 7-1 所示7.2 冷却水道的设计

10、1. 冷却水道方式的确定 该塑件壁厚较薄，不属于深腔类模具，采用直通式平面循环方式冷却水道。加工 简单。2. 冷却水道直径和位置确定 由于冷却水通道不能和模具上的其他孔发生干涉，为安全起见，同时保证安全距 离。如图 7-2 所示7.3 冷却水道设计注意事项1 水路盲孔处需设计水管堵头，规格：10mm,具体尺寸形式如图7-3所示：2 为防模板和镶件之间的冷却水道溢水，需用密封圈封闭，规格:P12，具体尺 寸形式如图 7-4 所示：3水路外端应设水管接头，规格：1/4，具体尺寸形式如图 7-5 所示：第八章：注塑机的选择8.1.CAE 分析校核根据初步确定的注射机型号和规格，通过 CAE 校核，其

11、额定注射量、额定锁模 力等都能满足塑件的注射要求。8.2.开模行程的校核三板模的最小行程二塑件需要推出的最小距离（80） mm+塑件及浇注系统的总高 度（24）mm+浇注系统高度（110）mm+30+安全距离（15）mm+（5-10）mm。所选注射 机的的动模板最大行程（）mm必须大于模具的最小开模行程。所以选择注塑机的型号确定为：XS-ZY-130第九章：模具设计的创新自我评价第十章：CAE在设计过程中的应用此产品为薄壳类零件，材料为ABS,采用冷流道进料，需通过CAE对其浇注系统、 成型件、冷却系统以及翘曲进行分析优化。10.1 塑件可成型性分析通过CAE对塑件进行快速充模分析，验证塑件的

12、可成型性，得到塑件的填充效果图，如图 10-1图 101通过CAE进行快速充模分析,从分析结果看能够充满型腔，不存在短射现象, 塑件可成型性较好，但在螺柱和末端处最后充满，在接下来的设计中要重点考虑 冷却以及翘曲变形情况。10.2 浇口位置的初步确定 根据塑件尺寸特征，确定使用侧浇口进胶的形式，并进行充模分析。得到的塑件 融合纹（图10-2）和气穴的数量及位置（图 10-3）如图图 10-2 融合纹图 103 气穴根据塑件的形状特征和模具的特点综合考虑，选用的浇口产生融合纹和气穴较少 便于排气103模具初步方案CAE分析10.3.1 浇注系统以及成型件的初步设计根据浇口位置初步确定塑件的浇注系

13、统，如图 10-4所示10-4根据模具以及塑件的特点，设计浇注系统为侧浇口浇注系统，模具为二板模 模具，能够实现自动断料。2、冷却系统的初步确定根据塑件的形状特点，初步设定塑件的冷却系统如图 10-510-5冷却系统形式为环绕式平面循环冷却水道，共四条水路，凹凸模各两条，直径为6mm。10 4初步方案分析结果1浇注系统以及成型条件的分析结果通过CAE对塑件浇注系统的分析，塑件填充过程中没有明显的滞留现象和填 充不满的现象，熔合纹和气穴大多数分布在分型面、型芯以及侧抽芯处，可以通过分型面以及侧抽芯排气进行解决，所以浇注系统的设计比较合理。通过CAE对塑件保压压力的分析，分析结果如图所示10-6通

14、过对塑件的分析，保压压力为MPa，对塑件的保压不会产生过大的内应力，保压压力合适。10.5冷却系统的分析结果通过 CAE 对冷却系统的分析，分析结果如图图 107图 108图 109冷却时间为 12 秒，议修改冷却水路的设计方案，缩短时间提高效率，冷却 水的温差为1.28C。，满足冷却介质的要求，冷却塑件的翘曲值为1.37mm，满足 塑件的形状尺寸。10.6 优化方案1、保压压力优化2、冷却水道的优化 冷却水道如图 1010冷却水道共8条，凹模两条，凸模六条，直径为6mm，采用直通式平面循环冷 却水道。10.7 优化方案分析1、保压压力分析结果2、冷却系统分析结果通过CAE对塑件冷却系统的分析，结果如图1013冷却系统修改后，冷却时间为 40.36 秒，比原来的缩短了 5秒，冷却介质的进出温度差为1.09,小于2C。，满足冷却要求，翘曲为0.99，满足塑件的尺寸要求。